半导体技术进入10奈米世代　材料、机台将是2大挑战

连于慧／台北 全球半导体产业奉为圭臬的摩尔定律(Moore’s Law)发展虽有面临瓶颈的挑战，然目前半导体业者仍积极发展新材料，并在制程微缩上加紧脚步，国研院国家奈米元件实验室便表示，「三角型锗鳍式电晶体」技术可克服矽基材上的锗通道缺陷问题，让半导体技术进入10奈米制程。

半导体产业制程演进速度愈来愈快，英特尔(Intel) 22奈米制程即将进入量产，台积电制程技术也进入28奈米，DRAM技术制程年底进入30奈米，2012年将进入20奈米世代，而NAND Flash产业制程在2011年则是26、27奈米制程，2012年将进入20、19奈米制程，半导体业者预计未来2、3年会进入14奈米制程世代。
半导体业者表示，制程技术愈往下微缩，尤其是半导体制程技术在进入10奈米制程以下，新机台和新材料会是半导体业者面临的2大挑战，以新机台设备为例，超紫外光微影(EUV)价格昂贵，对于半导体业者而言相当头痛，平均1台EUV机台设备要1亿美元，折合新台币要30亿元左右，对晶圆厂而言是非常高价的投资。

台积电研发资深副总蒋尚义曾表示，台积电在14奈米制程还未决定采用哪一种机台设备，EUV机台效率让晶圆产出不如预期，半导体制程技术未来不论是用EUV技术或是多电? l光束无光罩微影技术(MEB)，半导体设备端都是很大问题，需要再加把劲。

半导体材料方面，= 研院国家奈米元件实验室表示，相较于矽基材，纯锗材料的电晶体运行速度可提升2~4倍，而「三角型锗鳍式电晶体」技术则可克服矽基材上锗通道会出现缺陷的问题，可实现10奈米电晶体元件；再者，「银金属直立导线技术」则是利用底部成长(bottom-up)方式，突破传统钨金属栓塞结构在尺寸微缩时的制程瓶颈。

国家奈米元件实验室分析，银是目前电阻值最低的金属，可符合10奈米世代金属导线制程需求。

再者，在矽晶片上制作绿色环保双面入光型高效率太阳能电池，结合铜铟镓硒薄膜电晶体技术，可开发「自供电力线路模组的矽基太阳能元件」，包含多项与积体电路后段连导线相容的关键技术，包括低温(~400°C)铜铟镓硒薄膜共蒸镀技术、无钠无镉绿色环保制程技术和高光采集率表面粗糙化技术，可紧密与半导体产业及技术结合。